3D晶圓級封裝，英文簡稱（WLP)，包括CIS發射器、MEMS封裝、標準器件封裝。
基本介紹
- 中文名：3D晶圓級封裝
- 外文名：WLP
封裝特點,分類,IC製造工藝,技術優勢,
封裝特點
3D晶圓級封裝，英文簡稱（WLP)，包括CIS發射器、MEMS封裝、標準器件封裝。是指在不改變封裝體尺寸的前提下，在同一個封裝體內於垂直方向疊放兩個以上晶片的封裝技術，它起源於快閃記憶體(NOR/NAND)及SDRAM的疊層封裝。主要特點包括：多功能、高效能；大容量高密度，單位體積上的功能及套用成倍提升以及低成本。
分類
一：封裝趨勢是疊層封(PoP)；低產率晶片似乎傾向於PoP。
二：多晶片封裝(MCP)方法，而高密度和高性能的晶片則傾向於MCP。
三：以系統級封裝(SiP)技術為主，其中邏輯器件和存儲器件都以各自的工藝製造，然後在一個SiP封裝內結合在一起。
目前的大多數快閃記憶體都採用多晶片封裝（MCP，Multichip Package），這種封裝，通常把ROM和RAM封裝在一塊兒。多芯封裝（MCP）技術是在高密度多層互連基板上，採用微焊接、封裝工藝將構成電子電路的各種微型元器件(裸晶片及片式元器件)組裝起來，形成高密度、高性能、高可靠性的微電子產品(包括組件、部件、子系統、系統)。技術上，MCP追求高速度、高性能、高可靠和多功能，而不像一般混合IC技術以縮小體積重量為主。但隨著Flash快閃記憶體以及DRAM快閃記憶體追求體積的最小化，該封裝技術由於使用了金屬絲焊接，在頻寬和所占空間比例上都存在劣勢，而WSP封裝技術將會是一個更好解決方案。
IC製造工藝
離子注入 Ion Implantation晶圓襯底是純矽材料的，不導電或導電性極弱。為了在晶片內具有導電性，必須在晶圓里摻入微量的不純物質，通常是砷、硼、磷。摻雜可以在擴散爐中進行，也可以採用離子注入實現。
一些先進的套用都是採用離子注入摻雜的。離子注入有中電流離子注入、大電流/低能量離子注入、高能量離子注入三種，適於不同的套用需求。
熱處理 Thermal Processing利用熱能將物體內產生內應力的一些缺陷加以消除。所施加的能量將增加晶格原子及缺陷在物體內的振動及擴散，使得原子的排列得以重整。熱處理是沉積製造工序後的一個工序，用來改變沉積薄膜的機械性能。目前熱處理技術主要有兩項套用：一個使用超低k絕緣體來提升多孔薄膜的硬度，另一個使用高強度氮化物來增加沉積薄膜的韌性抗張力，以提升器件性能。在紫外熱處理反應器里，等離子增強化學氣相沉積薄膜經過光和熱的聯合作用改變了膜的性能。高強度氮化薄膜中紫外熱處理工藝使連線重排，空間接觸更好，產生出了提高器件性能所需的高強度水平。
化學機械研磨 CMP推動晶片技術向前發展的關鍵之一是每個晶片的層數在增加，一個晶片上堆疊的層數越來越多，而各層的平坦不均會增加光刻精細電路圖像的困難。CMP系統是使用拋光墊和化學研磨劑選擇性拋光沉積層使其平坦化。CMP包括多晶矽金屬介質（PMD） 平坦化、層間絕緣膜（ILD）平坦化和鎢平坦化。CMP是銅鑲嵌互連工藝中的關鍵技術。
技術優勢
在尺寸和重量方面，3D設計替代單晶片封裝縮小了器件尺寸、減輕了重量。與傳統封裝相比，使用3D技術可縮短尺寸、減輕重量達40-50倍;在速度方面，3D技術節約的功率可使3D元件以每秒更快的轉換速度運轉而不增加能耗，寄生性和方法;矽片後處理等等。
3D封裝改善了晶片的許多性能，如尺寸、重量、速度、產量及耗能。當前，3D封裝的發展有質量、電特性、機械性能、熱特性、封裝成本、生產時間等的限制，並且在許多情況下，這些因素是相互關聯的。3D封裝開發如何完成、什麼時候完成?大多數IC專家認為可能會經歷以下幾個階段。具有TSV和導電漿料的快閃記憶體晶圓疊層很可能會發展，隨後會有表面凸點間距小至5μm的IC表面-表面鍵合出現。最後，矽上系統將會發展到存儲器、圖形和其它IC將與微處理器晶片相鍵合。
